Suuri yhtenäinen teoria (GUT) on lyhyt, yksinkertainen teoria fysiikasta vuodesta 2011 lähtien, joka kuvaisi luonnon neljän perusvoiman – sähkömagnetismin, heikkojen ja vahvojen ydinvoimien ja painovoiman – vuorovaikutusta. Koska mikä tahansa suuri yhtenäinen teoria yrittää koota yhteen nykyisen ymmärryksen fyysisistä voimista, sitä kutsutaan usein tutkimukseksi klassisissa yhdistetyissä kenttäteorioissa. On olemassa monia erilaisia yhtenäisiä kenttäteorioita, jotka selittävät aineen ja energian käyttäytymisen, mutta merkkijonoteoriaa pidetään vuoden 2011 parhaana mahdollisena mahdollisuutena sitoa painovoiman vaikutukset muihin kolmeen perusvoimaan.
Hiukkasfysiikka käyttää tällä hetkellä standardimallina tunnettua teoriaa kuvaamaan fyysisten voimien vuorovaikutusta luonnossa. Vakiomallin nykyinen muoto vuodesta 2011 lähtien perustettiin 1970 -luvulla, ja se vastaa kolmen neljästä perusvoimasta – sähkömagnetismi sekä heikkojen ja vahvojen ydinvoimien – vuorovaikutusta. Vakiomallin kehittyessä paljastui, että sähkömagnetismi ja heikko ydinvoima olivat todella saman voiman osa -alueita korkealla energiatasolla. Tämä perustui brittiläisen fyysikon James Maxwellin aikaisempiin löytöihin 19-luvun lopulla, yhdistäen magneettisuuden ja sähkön voimat kahden voiman-sähkömagnetismin-kahteen osaan. Suurta yhtenäistä teoriaa voidaan siksi pitää yrityksenä yhdistää vakiomalli painovoiman vaikutuksiin.
Koska yksinkertaisen suuren yhtenäisen teorian kehittäminen ei välttämättä ota huomioon kaikkia aineen ja energian vuorovaikutuksia avaruudessa, usein lopullista kaikkia voimia yhdistävää teoriaa kutsutaan kaiken teoriaksi (TOE). Kolme fysiikan opiskelualaa olisi yhdistettävä yhdeksi, jotta saataisiin toimiva teoria kaikesta, ja niihin kuuluvat vakiomalli, yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka. Yksi keskeinen ehdotus tähän liittyy jousiteorian tutkimukseen, joka kuvaa aineen perustilaa, jossa kaikki fyysisessä universumissa koostuu lopulta värähtelevistä energiasilmukoista, joista jokainen on Planckin pituinen tai 10-33 senttimetriä. Näiden merkkijonojen on oletettu olevan suora syy kaikkien neljän luonnonvoiman vaikutuksiin, aineen ja energian olemassaoloon sekä tilaan ja aikaan. Yksi merkkijonoteorian heikkouksista on kuitenkin se, että se on erittäin monimutkainen ja vaatii vuorovaikutusta avaruuden kymmenessä ulottuvuudessa. pituus, jos se on kirjoitettu tavallisella käsialalla.
Ehkä suurin haaste muodostaa tyylikäs muoto yhtenäisestä suuresta teoriasta vuodesta 2011 lähtien on kuitenkin painovoiman fyysisen kosmologian työstäminen yhtälöihin. Painovoima on vähiten ymmärretty kaikista fyysisistä voimista, eikä se välttämättä ole voima ollenkaan. Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että painovoima on yksinkertaisesti aineen vääntymisen vaikutus, kuten Einsteinin löydöt viittaavat, koska painovoiman lähteen alkuperää ei ole koskaan löydetty. Kaikilla muilla luonnonvoimilla on perushiekkoja sidottuina, joten fysiikka on olettanut, että gravitonhiukkasen olemassaolo selittää painovoiman. Ennen kuin saadaan näyttöä painovoiman toiminnasta sekä makroskooppisella että mikroskooppisella tasolla, suuri yhtenäinen teoria, joka yhdistää kaikki fyysiset voimat luonnossa, pysyy vaikeana.